A relativitáselmélet a tudományos-fantasztikus irodalomra gyakorolta a
legnagyobb hatást. A sci-fi írók számára ugyanis történeteik elbeszélésekor
az egyik legfőbb problémát mindig is az jelentette, hogy a fény véges
sebessége korlátozza az űrutazások sebességét. Mivel azok a szerzők, akik
hőseiket Naprendszeren túli kalandokra küldik, tüstént szembekerülnek a
hosszú utazási idő problémájával. Mint Kingsley Amis rámutatott: Tény
az, hogy a legközelebbieken kívül bármely más csillag eléréséhez több száz
évre lenne szükség, még akkor is, ha az ember a fény sebességével utazna,
melynek során, ha jól értem Einstein népszerűsítőit, az embernek végtelenné
válna a tömege és zérussá a térfogata, ami pedig nem látszik kívánatosnak.
Néhány író egyszerűen elfogadja ezt a nehézséget, és alakjait közvetlenül a
leszállásig egyszerűen valamiféle mélyhűtőbe rakja, vagy pedig lehetővé teszi,
hogy fogságban a megkövetelt számú nemzedéken át szaporodjanak. A szerző
azonban leggyakrabban kimódol valamit, amivel megkerülheti Einsteint:
bedobja a közkeletűen térhorpadásnak nevezett trükköt, vagy minden különösebb
ceremónia nélkül megjeleníti a hiper-sebességet. Ehhez elég annyi, hogy
»a térhorpadást alkalmazta« vagy »hipersebességre kapcsolta az
űrhajót«.
Az írók figyelme általánosabb értelemben is a tér és az idő megértése felé
fordult, s ennek következtében az idő és a tér 20. századi említéseinek olyan
felhangjai vannak, amelyekkel a korábbi időszakokban nem találkozhatunk.
Nyilvánvaló példát ad erre William Empson angol költő:
Einstein saját kutatásaira összpontosította erejét, és újra megvizsgálta a
relativitásról szóló 1905-ös dolgozatának alapvető korlátait. Hogyan lehetne
ezt az elméletet úgy kiterjeszteni, hogy a változó sebességű testekre is
érvényes legyen? Ha az ember gyorsulás hatásának van kitéve, például egy
autóban, észlelheti egy erő jelenlétét, amely hátranyomja az ülésen, ám
amikor a kocsi sebessége állandósul, ez az erő megszűnik. A gravitációs
vonzás is olyan erő, amelyet az általa létrehozott nyomás révén észlelünk
a talpunkon, amikor állunk.
Einstein felismerte, hogy a gyorsulás és a gravitáció kölcsönhatásban vannak,
ezért ha úgy tudja általánosítani relativitáselméletét, hogy az a gyorsulást
is magában foglalja, akkor újat tud mondani a gravitációról is. 1905 óta
dolgozott, hogy elméletét mindezek alapján kiterjeszthesse, de elképzelései
csak az I. világháború közepére értek be. 1915-ben közölte tanulmányát új
általános relativitáselméletéről, amelyben kimutatta, hogy a
gravitációt tekinthetjük a tárgy körüli tér torzulásának is, ahelyett hogy
egy tárgy által kifejtett vonzásnak tekintenénk. Ez a torzulás gyorsulást hoz
létre a mellette elhaladó testekben, amelyet közkeletűen gravitációs
vonzásnak neveznek.
Képzeljünk el egy kifeszített, rugalmas, sík lapot, amelynek a közepére súlyt
helyezünk, ami benyomja a lapot maga körül. Ha a lapon keresztülgurítunk egy
golyót, s az elhalad a súly mellett, akkor a lapon lévő bemélyedés eltéríti
az útjából, és csak a megfigyelő számára tűnik úgy, hogy a súly vonzotta
magához a golyót. A Nap közelében a Nap jelenléte hasonlóképpen torzítja el a
teret, mondja Einstein, mégpedig úgy, hogy a sokkal kisebb bolygókat Nap
körüli pályákra téríti.
1. ábra
A TÉR, MINT RUGALMAS LEPEDŐ
A teret vizuálisan rugalmas lepedőként lehet elképzelni, amelyben egy súlyos
tömeg bemélyedést hozott létre. Amikor ezzel találkoznak, a testek görbült
pályát követnek: a mélyen a horpadásba süppedő, viszonylag lassan mozgó test
(A) zárt pályát követ (mint a bolygók a Nap körül), a gyorsabb test
(B) nyílt pályán mozog, míg a fénysugár (C) csak csekély
mértékben térül el.
Einsteinnek a gravitációról adott leírása nyilvánvalóan különbözik Newtonétól.
Newton úgy vélte, hogy a gravitációs vonzás a testek tulajdonsága, míg
Einstein a gravitációt a körülöttük lévő tér tulajdonságaival magyarázta. De
ez az eltérő nézőpont kezdetben csak nagyon csekély különbségre vezetett a két
elmélet előrejelzései között: azonos eredmények ígérkeztek.
Néhány évre volt szükség, amíg a tudományos közvélemény teljes mértékben
megértette Einstein 1915-ös dolgozatát és az általános relativitáselméletet.
Eleinte egyetlen fontos bizonyíték szólt Einstein elmélete mellett, amely a
Merkur bolygó Nap körüli pályájának vizsgálatából származott. A Merkur kering
legközelebb a viszonylag hatalmas Nap mellett, és az összes többi bolygónál
gyorsabban mozog, ezért az összes bolygó közül az ő esetében a legvalószínűbb,
hogy eltérések mutatkoznak Newton előrejelzéseitől. A Merkur Nap körüli
megnyúlt pályája az idők során lassan megváltozik. Ennek okait Newton
elméletének alkalmazásával részben már tisztázták, de bizonyos csekély mértékű
eltérést ezzel nem lehetett megmagyarázni. Einstein be tudta bizonyítani, hogy
ez a csekély növekmény az ő elméletével megmagyarázható.
Ha Einstein kortársai számára érdekes volt is a Merkur csekély
pályaváltozásainak magyarázata, ahhoz korántsem volt eléggé meggyőző, hogy
elvessék Newton régen fennálló elméletét. Az Einstein mellett szóló, döntő
bizonyítékot sokak számára egy másik előrejelzés szolgáltatta, amely a háború
után látványosan bebizonyosodott. Newton elmélete azt jelezte, hogy egy, a
Naphoz hasonlóan nagy tömegű test mellett elhaladó fénysugár kissé eltérülhet
az útjából. Einstein elmélete hasonló hatást jelzett, de kétszer akkora
eltérést jósolt, mint Newton elmélete. Az eltérés mértékét soha nem is
próbálták megmérni: a Nap közelében elhaladó fénysugarat a Nap fényözönétől
egyszerűen nem lehet látni. A kivezető utat Arthur Eddington
(1882-1944)
angol csillagász mutatta meg, akinek a háború ellenére sikerült megszereznie
Einstein cikkét. 1919-ben az égbolt egyik olyan részén volt várható
napfogyatkozás, ahol számos fényes csillag van, következésképpen mihelyt a
Hold teljesen eltakarja a Nap korongját, az elsötétedett Földről ezeknek a
csillagoknak a fénye a Nap szélének közelében láthatóvá válik. A
fénysugarakat a Nap kissé eltéríti, azt a benyomást keltve, hogy a csillagok
megváltoztatták égi pozíciójukat. A csillagok látszólagos eltolódásának
mérésével ellenőrizhető Einstein előrejelzése. A napfogyatkozás megfigyelésére
két brit expedíciót küldtek ki, az egyik Eddington vezetésével a Nyugat-Afrika
partjai mentén fekvő Príncipe szigetére ment, a másik pedig Brazília
északkeleti részére, Sobralba. A május 29-i napfogyatkozás megfigyelési
eredményei teljesen egyeztek az általános relativitáselméletből levezetett
értékekkel.
2
Az anyag a világban létező összes jelenségek, objektumok és rendszerek
végtelen sokasága. Az anyag olyan teljesen konkrét formák végtelen
mennyiségében létezik, amelyek mindegyikének megvan a maga struktúrája,
megvannak a maga különféle tulajdonságai, amely formák a maguk módján
kölcsönös összefüggésben vannak, és reagálnak más formákkal, amelyek
beletartoznak valami általánosabba és így tovább a
végtelenségig.
3
Felvetődik a kérdés, hogy ha lenne egy újabb, negyedik térdimenzió, akkor az
miért nem látszik? P. Ehrenfest vizsgálta meg először ezt a kérdést. Őt az
érdekelte, hogy miért pont három térdimenzió van, miért nem lehet több vagy
kevesebb? A munkája során tisztázódott, hogy csak három térdimenzió esetén
lehet stabil az anyagi világ, mind a makro-, mind a mikrovilágban. Így ha
létezik is negyedik
(vagy több) térdimenzió, arról nem veszünk
tudomást. Csak különleges körülmények esetén alakulhatnak ki olyan természeti
jelenségek, ahol a plusz térdimenzió hatása megjelenik. [Az elméleti
fizikában több olyan modell is van, amely az ún. nagy egyesítést (a
gravitációs és elektromágneses kölcsönhatás egységes keretbe foglalását)
több mint három térdimenzió feltételezésével próbálja megoldani. A
gömbvillámmal kapcsolatos feltételezésnek az is nagy elméleti jelentőséget
ad, hogy amennyiben beigazolódik, segíthet eldönteni, hogy a modellek közül
melyik az igazi.]
Számunkra szokatlan következményei lennének egy újabb térdimenziónak, s ezt
egy egyszerű példával lehetne illusztrálni. Képzeljük el, hogy két
térdimenziós, síkban élő megfigyelők vagyunk. Egy zárt helyiség ilyenkor pl.
egy síkon lévő téglalap. Ebben a lapos világban csak úgy lehet ebbe a
helyiségbe valamit betenni, ha az a falon keresztülmegy. Ha egy
háromdimenziós térben élő megfigyelő helyez el egy tárgyat a lapos
szobában, ezt úgy is megteheti, hogy átnyúlik a fal
felett, ami a lapos lény számára igencsak bizarr dolog.
Egy újabb, negyedik térdimenzió bevezetése után már nem jelent problémát
akármilyen tárgyat elhelyezni a látszólag zárt, háromdimenziós helyiségben,
bár az úgy tűnik az ott élő megfigyelőnek, mintha hirtelen a megmaradási
törvények megsértésével jelent volna meg ott valami.
4
Mi hát az idő? írja Szent Ágoston. Ha senki sem kérdezi,
tudom; ha kérdezik tőlem, s meg akarom magyarázni, nem tudom... Mert így van
ez, Uram, Istenem, mérem, mérem, de mit mérek, nem tudom.
(Confessiones XI. Vass J. ford.)
Newton az időről határozottabb kijelentést tesz: Az abszolút, igaz és
matematikai idő magától és saját természeténél fogva egyenletesen folyik
bármilyen máshoz való viszonyítás nélkül...
(Principia 5.
Idézi Simonyi K.: A fizika kultúrtörténete. 1. kiadás. 227. o.)
A mindennapi életben az időt a Nap járása után számítjuk. Valódi helyi dél van
akkor, amikor a megfigyelőhelyen a napkorong középpontja áthalad a
délvonalon. Természetes dolog, hogy minden földrajzi helynek más a valódi
helyi ideje, hacsak nem azonos délkörön fekszenek. A mi szélességünkön kb. 75
kilométerenként 4 perccel különbözik a Nap delelési pillanata. Amikor például
Budapesten valódi dél van, azaz a Nap járása után beszabályozott napóra
pontosan delet mutat, a tőlünk keletre eső 75 kilométeres távolságban már 12
óra 4 perc a valódi helyi idő. Budapesttől nyugatra pedig pl. a kb 150 km
távolra fekvő Győr városában a valódi helyi idő még csak 11 óra 52 perc.
Régebben minden városnak külön ideje volt. A hazánk keleti és nyugati peremén
fekvő városok valódi helyi ideje közötti különbség megközelíti a fél órát.
Az említett kellemetlenségek elkerülésére vezették be a zónaidőt. Ennek
alapján egy-egy nem nagy kiterjedésű ország egész területén egyforma az idő. A
Greenwichet magában foglaló délkör 15 fokos körzetében érvényes a
nyugat-európai idő. A hozzá csatlakozó zónában a közép-európai idő érvényes,
itt az időkülönbség Greenwichhez képest 1 óra. A következő zóna a
kelet-európai zónaidő, ahol két órával van több, mint Greenwichben. A Föld
Greenwichcsel átellenes zónájában az időkülönbség már 12 óra. Ezen a földrajzi
helyen azonban igen érdekes jelenséggel állunk szemben.
Tételezzük fel, hogy egy adott pillanatban Greenwichben éppen vasárnap dél
van. Kelet felé haladva zónánként egy-egy órával több az idő. A Greenwichcsel
átellenes ponton tehát vasárnapról hétfőre virradó éjfél van. Ha viszont
nyugat felé haladva érkezünk el addig a vonalig, ott a szombatról vasárnapra
virradó éjfélhez érkezünk el. Ugyanazon a földrajzi helyen tehát egyszerre
van vasárnap hajnal és hétfő hajnal. Ezt a nevezetes vonalat dátumválasztó
vonalnak nevezzük.
A dátumválasztó vonal egyik oldalán tehát mindig más napot írnak, mint a
másik oldalon. A mi vidékünkön megszokott dolog az, hogyha külföldi út során
zónahatárt lépünk át, át kell igazítanunk az órát. Kelet felé haladva egy
órával előbbre kell állítani, nyugat felé haladva pedig visszafelé. A
dátumválasztón áthaladva azonban a naptári napot kell megváltoztatni.
Ezért a közlekedési eszközök, a hajók és a repülők, hogyha tőlünk számítva
kelet felé lépik át a dátumvonalat, akkor vasárnap után ismét vasárnapot
írnak, tehát a naptári napot kétszer számolják; míg az ellenkező irányból
érkezve vasárnap után azonnal keddet írnak, tehát egy napot átugranak.
5
Az idő az anyag létformájának egyik jellemzője, dimenziója. Tartalmáról
alkotott véleményünk az anyag tulajdonságainak, megnyilvánulásainak
megismerésével párhuzamosan változik. Az újkori természettudomány elfogadta
az abszolút idő fogalmát, amely ... természeténél fogva egyenletesen,
minden tárgyra való vonatkozás nélkül telik. Az idődilatáció ismeretében
azonban el kell vetnünk az abszolút idő fogalmát. Az idő mérésével
kapcsolatban felmerült problémák alakították ki a mai időfogalmunkat, amelynek
alapján elfogadott tény, hogy távoli események egyidejűségét nem tudjuk
egyetemes érvénnyel megállapítani végtelen sebességű jel hiányában. A mozgó
tárgyak esetében az időtartam hossza sem egyértelmű a sajátidő-tartam
figyelembevétele nélkül. Az idő fizikai sajátságait tehát csak a térrel és az
anyaggal való összefüggéseiben érthetjük meg.
Az idődilatáció egy relativisztikus jelenség, amely abban nyilvánul meg, hogy
egy inerciarendszerből mért időtartam mindig nagyobb, mint a benne mozgó
testtel együtt mozgó megfigyelő által észlelt időtartam.
Az idődilatáció pongyolán úgy is megfogalmazható, hogy a mozgó óra
lassabban jár, és ez vezet a sokat emlegetett ikerparadoxonhoz vagy
óraparadoxonhoz. Az idődilatáció az atomfizikában igazolást nyert, nélküle
egyes részecskéket nem is lehetne megfigyelni. Így pl. a kozmikus sugárzásban
a légkör felső rétegeiben keletkező müonok élettartama
2,210
-6 s, ami még
fénysebességgel is csak 660 m megtételéhez volna elég, ennek ellenére a
müonok a tengerszint magasságában is észlelhetők. Ez azért lehetséges, mert
mi a Föld felszínéről mintegy 30-szor hosszabbnak észleljük saját idejüket,
így nagyobb távolságra juthatnak el szétbomlás előtt.
6
Óraparadoxon, időparadoxon, ikerparadoxon: a speciális relativitáselmélet egy
következményéből levezetett paradoxon. Az óraparadoxon az alábbi példával
kapcsolatos: tekintsünk két teljesen egyformán és igen pontosan járó órát,
pl. atomórát. Ha az egyiket egy űrszondán a világűrbe juttatjuk és az ott
huzamosabb ideig nagy sebességgel halad, majd visszahozzuk a Földre és
összehasonlítjuk az itthagyott órával, akkor a mindvégig a Földön maradt óra
az idődilatáció által meghatározott mértékben hosszabbnak fogja mutatni az
eltelt időtartamot, mint az utazásból visszahozott óra.
Ellentmondásnak tűnhet, hogy a relativitáselmélet szerint a sebesség relatív,
ezért úgy is tekinthetjük a mondott esetet, hogy az űrszondán elhelyezett
órához képest a Földön hagyott óra száguldott el és jött ismét vissza, és
éppen ezért azt is várhatnánk, hogy az űrszondán maradt óra mutat hosszabb
időtartamot, nem pedig a Földön hagyott. Bebizonyítható azonban, hogy az az
óra fog hosszabb időtartamot mutatni, amelyik többet haladt egyenletes
mozgással, az pedig kevesebbet, amelyik többet gyorsult, és így feltétlenül a
földi órának kell a hosszabb időtartamot jeleznie. A jelenség csak akkor
mutatható ki, ha az űrszondán elhelyezett óra a fénysebességgel
összehasonlítható sebességgel mozog. Mivel abszolút idő nincs, az
idődilatáció mindenféle folyamatra érvényes, pl. biológiai folyamatokra is...
Így az óraparadoxont két ikerre alkalmazva azt kapjuk, hogy az űrhajózást
végzett ikertestvér a Földre való visszatérésig kevesebbet öregedett, mint a
Földön maradt testvére. A végeredmény ellentmond a hétköznapi tapasztalatnak,
ezért az óraparadoxonnal analóg módon ezt az esetet ikerparadoxonnak nevezik.
7
Albert Einstein speciális relativitáselméletének
(1915)
legnevezetesebb megállapítása, hogy adott feltételek között az idő
megrövidülhet. Ezt az elvet nevezzük két óra vagy másként
ikerparadoxon-nak. Az elmélet szerint az igen nagy sebességgel
mozgó óra lassabban jár, mint a nyugalomban lévő. A megállapítás az
életfolyamatokra is érvényes. Egy csaknem fénysebességgel közlekedő személy
alig megöregedve tér vissza a Földre. Az elméleti megállapítást 1939-ben elemi
részecskéknél igazolták. 1972-ben két fizikus, mégpedig J. C. Hafele, a
Washington Egyetem, és Richard E. Keating, a Naval Obszervatórium munkatársai,
új eljárást választottak. Nanoszekundum pontossággal járó órákat nagyon nagy
sebességgel haladó repülőgépeken a Föld forgásával megegyező, illetve
ellentétes irányba mozgattak. Amikor az órákat a földön lévőkkel
összehasonlították, megállapították, hogy a kelet felé elmozgatott óra 59
nanoszekundumot késett, a nyugat felé mozgatott óra pedig 273 nanoszekundumot
sietett. A különbségek a Föld tengelyforgásából adódtak.
8
A tapasztalatból nyert pszichológiai tér- és időfogalom szerint minden testnek
meghatározott kiterjedése van, továbbá az egyes testeket meghatározott
távolság választja el egymástól, és minden eseménynek időtartama van. Annak
érdekében, hogy a fizikai problémákat tárgyalni tudjuk, a teret mérőrudak, az
időt pedig órák alapján bevezetett időjelek segítségével mérhetővé kell
tennünk.
9
Vajon hogyan viszonyul egymáshoz a tér és az idő? Sok közös vonásuk van: a tér
és az idő objektíve létezik, rajtunk kívül és tőlünk függetlenül; a tér és az
idő örök és végtelen, mivel a végtelen anyag általános létezési formáját
képviselik. Egyúttal lényeges különbségek is vannak az idő és a tér között: a
térnek három dimenziója van, az időnek csak egy. A tér bármely irányban
leolvasható, az idő pedig csak egy irányban, más szóval, az idő
irreverzibilis
(egyirányú) és megfordíthatatlan: minden anyagi folyamat
csak egy irányban halad a múltból a jelenen át a jövő felé.
10
A gravitációs mezők létezése a négydimenziós tér-idő világ görbületét
feltételezi. Ez a görbülés a térben levő tömegektől függően különböző, amit
jól szemléltet majd, hogy a fénysugár minél nagyobb tömegű égitest mellett
halad el, pályája annál jobban meggörbül. A speciális relativitáselmélettől
eltérően az általános relativitáselmélet kísérletileg nehezebben bizonyítható.
11
Idő, az emberi gondolkodásnak az a definiálhatatlan, mert mindennek alapul
szolgáló formája, mely szerint képzeteink általában egymásra következnek, azaz
rendjükben előbbet és utóbbat különböztetünk meg.
Minthogy ez a rend teljesen független képzeteink tartalmától, az utóbbi miként
a tér, formai alkotórésze fölfogásainknak. Kant az időt is szubjektívnek
tekintette, tiszta a priori szemléletnek, mint a tért. Mi fogunk föl mindent
az idő formájában, az idő, mellőzve a mi fölfogásunkat, csak a dolgokat
tekintve, semmi. Ezzel szemben áll az idő realisztikus fölfogása, mely szerint
az idő objektív módon van és benne folynak le az események. Az idő folytonos,
miként a tér, azaz, az idő nem áll időpontokból, melyek épp úgy absztrakciók,
mint a térpontok, két bármily közeli időpont közt is idő folyik. A térnek
három kiterjedése van, az időnek csak egy, ezért vonal alakjában ábrázolható,
de ennek a vonalnak az iránya csak egy értelemben haladható át, t. i. a
jelentől a jövő felé. Az időbeli jelenségek objektív sorrendje
megkülönböztetendő e sorrend szubjektív fölfogásától; ez utóbbi lélektani
föltételektől függ és egyéni, az előbbi a térbeli jelenségek törvényszerűsége
folytán pontosan és egyenesen határozható meg illetve mérhető.
12
Az anyag mozgása nemcsak a térben megy végbe, hanem az időben is. Más szóval,
a jelenségek fejlődése különböző időtartamú. Mondhatjuk, hogy a tér az
a rend, amelyben a különböző természeti objektumok együtt léteznek, az idő
pedig az a rend, amelyben az anyagi folyamatok különböző stádiumainak sora
váltja egymást. Ebből a tételből következik, hogy a tér és az idő az anyagtól
elválaszthatatlanok és ebben rejlik univerzális jellegük.
13
Tapasztalati tény, hogy a hajó folyóvízben felfele lassabban, lefele
gyorsabban halad. Minden iskolás gyerek tudja, hogy ha egy hajó sebessége
álló vízben 10 km óránként, olyan folyóban, amelynek áramlási sebessége 4 km
óránként, a hajó felfelé csak 6 km-es, lefelé 14 km-es óránkénti sebességgel
halad. Vagyis a víz sebessége levonódik vagy hozzáadódik a hajó állóvízi
sebességéhez.
Azt is tudjuk, hogy a 30 m másodpercenkénti sebességgel elrúgott labda 10 m/s
sebességű szélben szélirányban 40 m/s, szél ellenében csak 20 m/s sebességgel
halad.
Mindez így természetes és logikus.
A fény terjedési sebessége légüres térben és megközelítőleg levegőben is
másodpercenként 300.000 km. A Föld Nap körüli sebessége kereken véve 30 km
másodpercenként.
Ebből a legtermészetesebben az következnék, hogy szemben haladva a fénnyel
300.000 - 30, vele egy irányban haladva 300 000 + 30 km-es sebességet kellene
észlelnünk.
Amikor ezt a nevezetes kísérletet elvégezték, azt a megdöbbentő eredményt
kapták, hogy a fény sebessége 300.000 km/s, függetlenül attól, hogy elébe
szaladunk vagy futunk előle.
Azt jelentené ez, hogy a Föld mégsem mozog a térben, nem keringünk a Nap
körül?
Más fizikai kísérletek viszont határozottan igazolták, hogy a Föld Nap körüli
keringési sebessége kereken véve 30 km/s.
Olyan ellentmondásba keveredtünk, amelyből úgy látszott, nem lehet
kiszabadulni. Mivel a tapasztalt jelenségek nem fértek el a klasszikus
fizikában, bővíteni kellett kereteit, új fizikát kellett teremteni. Ezt az új
fizikát tehát a természet maga kényszerítette ki.
Mit is mond az elvégzett kísérlet alapján ez az új fizika?
Eszerint, ha 100.000 km sebességű űrhajóval a fény irányában haladunk, a mért
fénysebességnek 400.000 km/s-nak kell lennie, ehelyett az eredmény 300.000
km/s lesz. A fénnyel megegyező irányban futva 200.000 km/s sebességet kellene
észlelnünk, de az eredmény ebben az esetben is 300.000 km/s lesz.
Matematikailag: 300.000 + 100.000 = 300.000, vagy pedig 300.000 - 100.000 =
300.000. Azt jelentené ez, hogy baj van a matematikánkkal? Nem jelenti azt,
csak arra kényszerít bennünket, hogy olyan matematikát alkossunk, amely a
valóságnak megfelelően írja le a természetet.
Akinek van hozzá türelme, próbálja nyomon követni ezt az újfajta matematikát.
A 300.000 helyett írjunk
c-t, a 100.000 helyett 1/3
c-t.
Jelöljük az 1/3
c-t
v-vel. Azt, amit kapunk
c +
v
vagy
c -
v-ből, vagyis az összeadás vagy a kivonás eredményét
jelöljük
V-vel. A relativitás értelmében
c,
v és
V
között a keretben látható összefüggés áll fenn. Így ha
c-hez hozzáadunk
v-t, vagy kivonjuk belőle, az eredmény
c lesz. A klasszikus
fizika szerint, ha 0,5
c-hez, vagyis a fénysebesség feléhez 0,5
c-t,
fél fénysebességet adunk, az eredmény 300.000 km/s lesz.

A relativitás szerint a keretben lévő képletet használva az
eredmény nem
c, tehát nem 300.000, hanem 0,8
c, azaz 240.000
km/s lesz.
De ha 0,9
c-t adunk 0,9
c-hez, azaz 270.000 km/s-t adunk
270.000 km/s-hoz, az eredmény 298.350 lesz, tehát így sem érhetjük el a fény
sebességét.
Ezért lett az új fizikában határsebesség a fény terjedési sebessége.
Az itt közölt összefüggés segítségével azt is kiszámíthatjuk, mi az eredmény,
ha háromszoros fénysebességhez hozzáadunk egy fénysebességet. Azt kapjuk, hogy
3
c +
c is csak
c lenne. El lehet fogadni ilyen
képtelenséget?
Akik elfogadták, megalkották a XX. század tudományát és technikáját, akik nem
fogadják el, mert az emberi értelem megcsúfolását látják benne, lázadoznak,
mint azok, akiknek számára még mindig probléma, hogy forog-e és kering-e a
Föld.
14
Képzeljünk el egy minden irányban egyenletesen sugárzó rádióforrást. Ha ez
hozzánk mint megfigyelőhöz képest nyugalomban van, akkor megfigyelt
sugárzásának térbeli intenzitás-eloszlása egy gömbbel szemléltethető,
középpontjában a forrással. Ha azonban a forrás nagy sebességgel mozog, a
relativitáselmélet értelmében sugárzása a mozgás irányában erősebb, ellenkező
irányban gyengébb lesz a nyugalmi állapothoz képest. Úgy látjuk, hogy
sugárzása nyalábolódik
(fókuszálódik) a mozgás irányába, az
intenzitás-eloszlás pedig a gömbből elnyúlt ellipszoiddá torzul.
Ha tehát egy galaxismagból kilövelt sugárforrás nagy sebességgel közeledik
felénk, fényességét sokkal erősebbnek látjuk, míg a távolodóét sokkal
gyengébbnek. Ezért előfordulhat, hogy a két irányban asszimetrikusan kilövelt
jelek közül csak az erősebbet észleljük, azt, amelyik felénk irányul. Ez a
gyakran Doppler-bootsting-nak nevezett erősítő hatás meglepően
tetemes is lehet. A fénysebesség 98 százalékával felénk mozgó forrást pl.
eredeti fényességénél ezerszer fényesebbnek látjuk. Ez lehet tehát az egyik
magyarázata az egyoldalú kilövelléseknek.
Van-e valamilyen más jele annak, hogy az egyoldalú kilövellések a megfigyelő
irányában történnek? Igen, és ezt a feltételezést egy, a hetvenes évek elején
született szenzációs felfedezés támasztja alá leghatásosabban.
Aki a relativitáselméletről valamit is hallott, annak a címmel kapcsolatban
azonnal ellenérzése támad. Hogyan is létezhetnek a fénysebességnél nagyobb
sebességű mozgások, amikor ez alapvetően ellentmond a relativitáselméletnek,
amit egyébként számos kísérlettel igazoltak. A csillagászatban már eddig is
sok meglepő jelenséget tapasztalhattunk, amelyek merőben eltérnek környezetünk
megszokott viszonyaitól. Kevés megfigyelés váltott ki azonban olyan
meglepetést és sokoldalú vitát, mint a fénynél nagyobb terjedésű mozgások
megfigyelése a kvazárok belsejében. Ehhez hozzá szokták tenni, hogy
látszólagos szuperfénysebességről van szó, vagyis noha mi a
Földről így észleljük ez nem jelent a fénynél nagyobb sebességet az
illető objektum vonatkoztatási rendszerében.
A hetvenes évek elején, amikor az első megfigyelési eredményeket közzétették,
általában kétkedéssel fogadták a következtetéseket, és sokan abban bíztak,
hogy a későbbi megfigyelések nem fogják ezeket megerősíteni. Az elmúlt tizenöt
év eredményei azonban egyöntetűen arra mutatnak, hogy ezek a jelenségek
továbbra is megfigyelhetők, és nem megfigyelési hibák vagy téves magyarázatok
eredményei. Sőt egyre több extragalaktikus objektum esetében fedeznek fel a
fénysebességet sokszorosan meghaladó sebességű mozgásokat. 1986-ban már
tizennégy ilyen objektumról tudtunk, többségük kvazár, de előfordultak
közöttük rádiógalaxisok is.
A megfigyeléseket a hatvanas években kifejlesztett rádiócsillagászati
technikával végezték, amelynek neve nagyon hosszú bázisvonalú
interferometria, angol rövidítéssel VLBI. Lényege az, hogy nagy
távolságban elhelyezkedő rádióteleszkópok egy rádióinterferométer elemeiként
működtethetők anélkül, hogy fizikai kapcsolatban lennének egymással. A
teleszkópok nagy távolsága és a megfigyelésnél alkalmazott rövid hullámhossz
egészen különlegesen nagy felbontóképességet biztosít az ilyen
megfigyeléseknél. Példaképpen megemlítjük, hogy Green Bank
(West Virginia,
USA) és Szimeiz
(Krím, Oroszország) rádióteleszkópja között a
távolság 8000 km. A 3 cm-es hullámhosszon a két rádióteleszkópból álló
interferométer felbontóképessége 610
-4 ívmásodperc. Ez
mintegy ezerszerese a Földön elhelyezett optikai teleszkópokkal elérhető
szögfelbontásnak.
A VLBI technika a rádiócsillagász mikroszkópja
különösen alkalmas rendkívül kis szögkiterjedésű rádióforrások szerkezetének
feltérképezésére és ugyanakkor a szerkezetben viszonylag rövid idő alatt
beálló változások megfigyelésére. Ezért elsősorban rádiógalaxis-magok és
kvazárok szerkezetének vizsgálatára alkalmazzák.
Az alábbiakban az elsők között felfedezett öt szuperfénysebességű rádióforrást
ismertetjük.
A 3C345-ös kvazár: Az egyik legrégebben és legrészletesebben
tanulmányozott csillagszerű rádióforrás a 3C345. Vöröseltolódása z = 0,595,
amiből kiszámítható a távolsága. A Hubble-konstans értékét H = 55 km/s/Mpc-nek
véve, távolságára 7,8 milliárd fényév adódik.
(Pozíciója: RA 16h 41m, D = +39°)
Magas deklinációja miatt különösen jól megfigyelhető az északi féltekén levő
rádióobszervatóriumokból. Ez a kvazár mind optikai, mind rádiófényességét
változtatja. Az optikai fényváltozások néhány napos, néhány hetes időskálán
mutatkoznak meg, és elérik a 2 magnitúdót. Hosszú ideig tartó, néhány hónapos,
néhány éves változások is megfigyelhetők fényességében. A rádiómegfigyelések
szerint a rövidebb hullámhosszak felé egyre nagyobb fluxusingadozások
mutatkoznak. Spektruma jellegzetes, szinkroton eredetű rádiósugárzásra vall.
Az első VLBI megfigyeléseket 1968-ban végezték, amely során kiderült, hogy
néhány ezred ívmásodperc kiterjedésű rádiószerkezete van. Később két,
egymástól függetlenül dolgozó kutatócsoport egyöntetűen arra az eredményre
jutott, hogy a 3C345 magja kettős szerkezetű, vagyis a sugárzás két gócból
ered 4 cm-nél rövidebb hullámhosszakon. A két komponens szögtávolságát több
éven keresztül nagy gonddal figyelték, és azt tapasztalták, hogy távolodnak
egymástól. Távolságuk 7 év alatt mintegy háromszorosára növekedett, ami
0,1710
-3 ívmásodperc/év távolodási szögsebességnek felel meg.
A távolodás azonban nem teljesen egyenletes. 1972/73-ban mintha kisebb
mértékű lett volna, mint az 1975/76-os években. A komponensek távolodásának
szögsebessége az objektum távolságának ismeretében átszámítható tényleges
sebességre. Ebből a 3C345 rádiókomponenseinek távolodási sebességére
hétszeres fénysebesség adódik. A komponensek távolsága független a
megfigyelési hullámhossztól, sugárzásuk erőssége viszont nem. Ez azt jelenti,
hogy a gócok spektruma különböző. A kilövellés irányában sem tapasztaltak
hullámhosszfüggőségeket; a pozíciószög értéke 105° " 3°. A komponensek
távolodása alapján visszafelé számolva meghatározható e folyamat kezdetének
időpontja, amely 1966-ra tehető. A 3C345 sugárzásában hirtelen fellángolást
tapasztaltak az 1966-os évet követően, 2 év alatt a sugárzás erőssége a
kétszeresére növekedett. Ez az erős sugárzás azóta is fennmaradt. A két
időpont közelsége arra vall, hogy a két jelenség összefüggésben állhat
egymással.
A 3C273-as kvazár: Bár a 3C273 az első azonosított kvazár
(Pozíciója: RA 12h 26m, D = +2°), alacsony deklinációja alaposan
megnehezíti VLBI megfigyelését. Vöröseltolódása: z = 0,158, ami 2,6 milliárd
fényév távolságnak felel meg. Szerkezete összetettebb, mint a 3C345-é, és ha
figyelembe vesszük kedvezőtlenebb elhelyezkedését is az égbolton, nem csoda,
ha különböző szerzők különbözőképpen magyarázzák a méréseket. Egy dologban
azonban megegyeznek: nevezetesen abban, hogy 1971 és 1974 között a 3C273
kiterjedése jelentős mértékben növekedett. A legvalószínűbb modellillesztés
szerint belső szerkezete három komponensre bomlik, amelyek egy vonalban
helyezkednek el 64°-os pozíciószögben. A két külső komponens egymáshoz
viszonyított távolodási szögsebessége 910
-4 ívmásodperc, ami
tizenkétszeres fénysebességnek felel meg a 3C273 távolságában. A komponensek
méretei 3-13 fényév közöttiek. Ezt a modellt 1975-ben publikálták. Az újabb
összefoglaló adatok szerint az utóbbi 7 év átlagában a távolodás szögsebessége
csak 3,210
-4 ívmásodperc, vagyis a fénysebesség 4,2-szerese.
A távolodás alapján visszafelé számolva a folyamat kezdeti időpontjára 1966
adódik. A 3,8 cm-es hullámhosszon végzett intenzitás-megfigyelések a 3C273
esetében is hirtelen fellángolást tanúsítanak.
A 3C120-as rádiógalaxis: A 3C120 jelű rádiógalaxis talán a
legfigyelemreméltóbb szuperfénysebességű objektum. Vöröseltolódása
(z = 0,033) alapján távolsága 580 millió fényév.
(Pozíciója:
RA 4h 30m, D = +5°) Intenzitása jelentős mértékű szabálytalan
ingadozásokat mutatott, ezért sok megfigyelő csillagász figyelmét vonta
magára. VLBI megfigyelési kampányok alkalmával előfordult, hogy egyidejűleg
négy teleszkóp is megfigyelte. Az együttes megfigyelések kiértékelése
szerint a forrás két sugárzó gócból áll, ezek azonban a teljes sugárzásnak
csak kis részét szolgáltatják, és mintegy beágyazódnak egy kiterjedtebb, de
ismeretlen szerkezetű sugárzó közegbe. A két góc pocíciószöge 65°. Két
távolodási folyamat figyelhető meg. Az első 1972-ben kezdődött és 1974-ig
követhető, a távolodás sebessége a fénysebesség ötszöröse. A második 1974-ben
kezdődött, és sebessége a fénysebesség nyolcszorosa. Mindkét esetben a
pozíciószög 65°.
A 3C279-es kvazár: A 3C279 jelű kvazár vöröseltolódása z = 0,538, ebből
kiszámíthatóan távolsága 7,2 milliárd fényév
(Pozíciója: RA 12h 53m, D = -5°).
Erről a forrásról állnak a legbizonytalanabb adatok rendelkezésre.
1970-1973-ban végeztek VLBI megfigyeléseket a 3,8 cm-es hullámhosszon. Ezek
alapján táguló kettős forrást találtak magjában, amelyek távolodási sebessége
0,2710
-3 ívmásodperc/év. Ez az érték tízszeres
fénysebességnek felel meg a 3C279 távolságában. Lehetséges, hogy itt is
megfigyelték egy tágulási folyamat kezdetét, mert 1972 márciusában és
áprilisában a megfigyelt kompakt sugárzási góc mérete kisebb volt, mint a
VLBI rendszer felbontóképessége, de 1972 novemberében ugyanezzel a
rendszerrel már sikerült felbontani.
A 3C179-es kvazár: Tízévi szünet után sikerült az ötödik
szuperfénysebességű objektumot felfedezni. A 3C179-es jelű kvazár belsejében
R. W. Porcas, a bonni Max Planck Rádiócsillagászati Intézet munkatársa olyan
mozgásokat észlelt, amelyek 7,6-szorosan felülmúlják a fény sebességét.
Ráadásul az első olyan szuperfénysebességű kvazár, amelyből szimmetrikus,
nagy kiterjedésű kettős rádiónyaláb nyúlik ki.
A 3C179 egy halvány, 18 magnitúdós csillagszerű rádióforrás, amely 163.000
km/s sebességgel távolodik tőlünk. Vöröseltolódása z = 0,843, aminek alapján
távolsága 9,7 milliárd fényévre becsülhető.
A külső szimetrikus rádiónyaláb kiterjedése 14 ívmásodperc. A sugárzás 30
százaléka azonban egy eddig felbontatlan, igen kompakt középponti magból
származik. Ezt a magot tette vizsgálata tárgyává Porcas. Akkor még nem volt
ismeretes, hogy a mag 10 éves és 1 éves időskálán is változtatja sugárzásának
intenzitását.
A megfigyeléseket két alkalommal, 1979 októberében és alig egy évvel később,
1980 decemberében végezték VLBI technikával a 10,7 GHz-es frekvencián, négy
rádióteleszkóppal egyidejűleg az Effelsberg
(Németország), Green Bank
(West Virginia), Haystack Obszervatórium
(Massachusetts) és az
Owens Valley
(California) állomásokon. Mind a négy állomás fel volt
szerelve hidrogénlézer-atomórákkal, amelyek a jelenleg létező legstabilabb
oszcillátorok. Ez tette lehetővé, hogy a jeleket legalább négy percig
összegezhessék úgy, hogy fázisuk egymáshoz képest ne változzék jelentősen.
Erre azért volt szükség, mert a 3C179 nem tartozik az erős rádióforrások
közé, és csak tartós jelösszegzéssel lehet kiemelni a háttérzajból. A VLBI
állomások legnagyobb felbontóképessége 0,5 mas
(ezred ívmásodperc egység)
volt. Mindkét alkalommal legalább 11 órán át követték a forrást az
állomásokon, és így megbízhatóan kiértékelhető megfigyelési anyaghoz jutottak.
Az 1979-es megfigyelések kiértékelésekor kiderült, hogy a középponti magot
sikerült felbontani. Két sugárzási gócból áll, amelyek távolsága 1,07 " 0,01
mas; az 1980-as megfigyelési anyag kiértékelésekor a két gócot ismét
megtalálták, távolságuk azonban 1,24 " 0,01 mas-re növekedett. Ez a változás
7,6-szoros fénysebességnek felel meg a 3C179 távolságában. A távolodás
alapján visszafelé számítva 1972-ben kellett ennek a folyamatnak megindulnia.
Sajnos, ebből az időből nincsenek rádiómegfigyelések a 3C179-ről, amelyek a
kvazár hirtelen kitörését észlelték volna.
A két komponens relatív erőssége is változott a két megfigyelési időszak
között. 1979-ben a keleti góc kétszer olyan erős volt, mint a nyugati.
1980-ban az eltérés tovább növekedett. Ezen a skálán már egyik komponens sem
bontható fel, és nem egészen világos, melyik tekinthető a tényleges magnak és
melyik a kivált nyúlványnak. Egyes jellemzők azonban mégis arra vallanak,
hogy az erősebb keleti komponens a kompaktabb, ezért ez lehet a kvazár valódi
magja.
A 3C179-es kvazár esete azonban más szempontból is figyelemre méltó. Kiterjedt
kettős nyalábja miatt a kvazárok olyan csoportjába tartozik, amelyek között
nem feltételeztek szuperfénysebességű objektumokat. P. Scheuer és A. Readhead
angol asztrofizikusok ugyanis kifejezetten megjósolták, hogy az ilyen
szimmetrikus kettős nyalábot tartalmazó kvazárok között nem fognak
szuperfénysebességű objektumokat találni. Mégis sikerült, és ez azt
bizonyítja, hogy a kvazárokra vonatkozó elméleteink nem tökéletesek, illetve
a szuperfénysebességű objektumok előfordulása gyakoribb, mint korábban
feltételezték.
A szuperfénysebességgel táguló objektumokról összefoglalásul a következőket
mondhatjuk.
A centiméteres hullámhosszakon a legerősebb rádióforrásoknak csaknem a fele a
fénysebességnél nagyobb sebességű tágulás jeleit mutatja. Méretük néhány év
alatt tízszeresre is megnövekedhet.
Rendszeres összehúzódást nem figyeltek meg. A komponensek távolsága a forráson
belül lényegében független a megfigyelési hullámhossztól, bár spektrumuk
eltérő lehet. Pozíciószögük a tágulás során általában nem változik, de
előfordulhatnak kivételek. Legalább egy esetben
(3C120) két kitörést
tapasztaltak ugyanazon pozíciószög irányában.
A komponensek távolodásának megindulására extrapolált időpont körül általában
hirtelen sugárzásnövekedés figyelhető meg.
A 3C345-ről és a 3C120-ról összesített adatok kétkomponensű forrásra utalnak.
A 3C273 ezeknél bonyolultabb szerkezetű. Vannak az említettekhez teljesen
hasonló méretű és intenzitású rádióforrások, amelyek egyáltalán nem mutatnak
szerkezeti változást az idők folyamán, bár sugárzási intenzitásuk jelentősen
ingadozik. Ilyenek pl. a 3C84 és az NRAO 150 jelű rádióforrások.
A szuperfénysebességű tágulással kapcsolatban a legkézenfekvőbb ellenvetés a
kvazárok kozmológiai távolságának kétségbevonása. Ha a kvazárok távolságát nem
számíthatjuk vöröseltolódásukból, és azok a feltételezett távolságnál kb. 1
nagyságrenddel közelebb vannak, a mért távolodási sebességek azonnal
fénysebességnél kisebbekké válnak.
Megfordítva a gondolatmenetet, többen éppen az említett méréseket hozták fel
a kvazárok lokális jellegének bizonyítékaként.
Ez az érvelés azonban nem állja meg a helyét, mert pl. a 3C120 jelű forrás
rádiógalaxis és nem kvazár, mégis szuperfénysebességű tágulás jeleit mutatja.
Több olyan elmélet is született, amellyel megkísérelték megmagyarázni a
szuperfénysebességű mozgásokat a relativitáselmélet keretein belül.
Az ún. karácsonyfa-modell szerint az említett rádióforrások több
komponensből állnak, melyek egymáshoz képest változtatják sugárzásuk
erősségét. Amikor az egyik komponens elhalványul, egy másik pedig megerősödik,
a távoli szemlélő azt észleli, hogy a sugárzási góc hirtelen helyet változtat.
Ennek sebessége természetesen tetszőlegesen nagy lehet.
Az a tény, hogy a legerősebb kompakt rádióforrások csaknem fele
szuperfénysebességgel tágul, sőt az egyikük esetében két alkalommal is
megfigyelték kettős komponensek kialakulását, nyomósan a karácsonyfa-modell
ellen szól. Ennek alapján statisztikusan ugyanis ugyanannyi összehúzódó
rádióforrást kellene észlelni, mint amennyi tágulót figyelnek meg.
Összehúzódást azonban eddig nem tapasztaltak.
A legszélesebb körben M. Rees neves angol asztrofizikus egyik modelljét
fogadják el. E szerint, ha egy távoli objektumból közel fénysebességű
részecskék indulnak ki a külső megfigyelő irányához közeli irányban, a gócok
szögtávolságának méréséből a távoli külső szemlélőnek a fénynél nagyobb
távolodási sebesség adódik. A modell egyik érdekessége, hogy Rees 1966-ban
publikálta, amikor még nem tudtak ilyen objektumok létezéséről.
Rees modellje kétségtelenül egzakt magyarázatot ad arra, miképpen tűnhet egy
saját rendszerében fénysebességnél kisebb sebességű mozgás a külső szemlélő
számára szuperfénysebességűnek. Gyengéje viszont, hogy a kitörés és a
megfigyelő kölcsönös irányának olyan túl speciális esetét tételezi fel, amely
statisztikusan csak ritkán fordulhat elő. Tágabb összefüggésben tekintve, ezt
a fajta modellt azonban igen sikeresnek mondhatjuk. A felsoroltakon kívül
egyéb elméletek is napvilágot láttak, de még egyiküket sem fogadták el széles
körben. Lehetséges, hogy nem is lehet egyetlen elmélettel megmagyarázni a
szuperfénysebességgel táguló objektumok minden tulajdonságát, hanem az
elméletek kombinációja segít majd. Azt sem zárhatjuk ki, hogy ezeknek az
objektumoknak további sokoldalú megfigyelése újabb meglepetéseket tartogat még.
15
Hogyan képzeljük el a csillagközi távolságokat? Napjainkban már eltekinthetünk
az Alfa Centaurira induló képzeletbeli vonattól. Mindenki tudja már, hogy hány
nap szükséges a harminc földátmérőnyire lévő Holdra való repüléshez. A
Pioneer-10, amely 1972 márciusában startolt a Jupiterre, 1980-ban ért el az
Uránuszig. 1 pc távolságot pedig 80.000 év alatt tesz majd meg...
16

Érthető ugyanakkor, hogy a gigantikus csillagászati távolságokat
kilométerekben kifejezni legalábbis nehézkes. Valamivel jobb ennél még a
csillagászati egység
(CsE) is. A sztellárasztronómiában elfogadott
távolságegység a parsec
(pc) az elnevezés két szó összevonásából
ered: parallaxis és secundum. Pc távolságra van az a csillag, amelynek
parallaxisa 1 szögmásodperc. A parallaxisból a parsecben kifejezett távolság
igen egyszerűen kiszámítható a keretben lévő képlettel. A meghatározásból
következik, hogy 1 pc = 206.265 CsE. Egy kiloparsec
(kpc) egyenlő 1000
pc. A fényévet kizárólag csak a népszerűsítő irodalomban használják. 1 pc =
3,259 fényév = 3,0810
+18 cm. A legközelebbi csillag, az Alfa Centauri
1,32 pc távolságra van, és parallaxisa 0,"75.
17
Hogyan közelíthet meg az ember egy olyan csillagot, ahonnan a fénysugár is
csak ezer év alatt érkezik el hozzánk? Hiszen egy ilyen út oda-vissza még a
fény sebességével haladó gépen is kétezer évig tartana. Sok emberöltőnek
kellene váltania egymást az ilyen út megtételéig.
A relativitás elmélete szerint azonban, mint minden méréssel kapcsolatos
fizikai mennyiség, az idő is relatív. Ez a relativitás kimutatható módon
akkor jelentkezik, ha két rendszer egymáshoz viszonyított egyenesvonalú
sebessége megközelíti a fény terjedési sebességét. A mai rakétákkal még a 10
km/s érték körül tartunk. Ezt kellene felfokozni másodpercenként közel
300.000 kilométerre. Ilyen űrhajóban más lenne az idő folyása, számára
megrövidülne a távolság, és kiszámítható, hogy elméletileg akár 10 év alatt
is megtehető egy hasonló út. A 10 év azonban csak a rakétákban ülők számára
10 év, az itthon maradt földiek között ezalatt több mint 2000 év telik el.
Nem nehéz kiszámítani, hogy egyetlen kilogrammos tömeg közel fénysebességre
való gyorsításához kétmilliárd kilogramm tiszta alkohol értéke szükséges. Ha
ez az egy kilogrammos kis űrhajó élőlényt is vinne, a felgyorsítás ideje
közel egy évig tartana. Induláskor tehát magával kellene vinnie az ehhez
szükséges üzemanyagot is. Ez pedig már egymaga kétmilliárd kg alkohol vagy
vele egyenértékű más üzemanyag. Öt-hat év alatt ez a rakéta egy kilogrammos
hasznos teherrel elérné az 1000 fényévre lévő csillagot, s a közelében
fénysebességgel száguldana el. Ha le akarna szállni a csillagon, sebességének
lefékezése ugyanennyi energiát igényelne, mint felgyorsítása igényelt. A
visszainduláshoz ismét annyi és a Földre való leszállásoz ismét ugyanannyi
energiára lenne szüksége. Az induló rakétának tehát mint hasznos terhet annyi
üzemanyagot kellene magával vinnie, amennyi sokszorosan meghaladja a Föld
jelenlegi egész energiakészletét; és az esetben is még mindig csak egyetlen
kilogramm térhetne vissza. Nem sokat segít a problémán az, ha a közönséges
üzemanyag helyett a milliószoros hatásfokú atomenergiával számolunk.
17
2. ábra
MEGOLDÁS AZ IDŐUTAZÁS VÉGREHAJTÁSÁHOZ?
Ha a megfigyelő a sugárforrásból kiinduló fény-, ill. rádiójelet észlelte
(A), és gyorsabban tud mozogni a fénysebességnél (300.000 km/s),
akkor elvileg képes egy későbbi időpontban a jelet újra megfigyelni (B),
abban az esetben, ha az impulzusjelet megelőzve a sugárzott jel haladásának
irányában mozog. A megfigyelőnek tehát semmi más dolga sincs, mint a
sugárzott jelet megelőzni. A folyamatot elvileg végtelen mennyiségben meg
lehet ismételni (ha figyelmen kívül hagyjuk a jelforrás szétszóródásának
lehetőségét). Ebben az esetben egy elvileg csak egyszer lezajló történést
többször is megnézhetünk. Ez hasonló egy esetleges időutazáshoz, igaz, ebben
az esetben csak a sebességgel és a térben való elhelyezkedéssel hoztuk létre
ezt a különös időutazást. A tudomány mai állása szerint ez a fajta időutazás
természetesen csak fikció. Sokan nem is értenek egyet ezzel az elmélettel,
szerintük az időutazás egészen mást jelent. Hogy ki melyik táborba sorolja
önmagát, azt mindenki döntse el maga...
-
A technika krónikája. (Szerk.: Felix R. Paturi) Officina Nova, Budapest, 1991. 623. o.
-
A tudomány csodálatos világa. (Szerk.: Jack Meadows) Helikon, Budapest, é. n., 238-241. o.
-
A világ körülöttünk Beszélgetések a világról és törvényeiről. Kossuth K., Budapest, 1978. 237. o.
-
Egely György: A titokzatos gömbvillám. Műszaki Könyvkiadó, Budapest, 1988. 134-135. o.
-
Kulin György Róka Gedeon: A világegyetem. Gondolat, Budapest, 1965. 99-100. o.
-
Űrhajózási Lexikon. (Főszerk.: Almár Iván, szerk.: Horváth András) Akadémiai- Zrínyi, Budapest, 1984. 261. o.
-
Uott. 526-527. o.
-
A technika krónikája. i. m. 542. o.
-
Természettudományi Kisenciklopédia. (Szakszerk.: Gellert, W.; Gärtner, R.; Küstner, H.; Wolf, G.) Gondolat, Budapest, 1983. 603. o.
-
A világ körülöttünk Beszélgetések a világról és törvényeiről. i. m. 241. o.
-
A technika krónikája. i. m. 393. o.
-
Révai Nagylexikona Az ismeretek enciklopédiája. X. k. Szépirodalmi Babits Könyvkiadó, Budapest, 1992. 466. o.
-
A világ körülöttünk Beszélgetések a világról és törvényeiről. i. m. 241. o.
-
Kulin György: Mit mondanak a csillagok? Gondolat, Budapest, 1976. 164-167. o.
-
Emmanuil Jakovlevics Vilkoviszkil: A rejtélyes kvazárok. Gondolat, Budapest, 1988. 102-113. o.
-
Jurij Nyikolajevics Jefremov: A világmindenség mélységeiben. Gondolat, Budapest, 1978. 23. o.
-
Uott. 21. o.
-
Kulin György Róka Gedeon: A világegyetem. i. m. 139-140. o.
Összeállította:
Ambrus Attila József
ÚJ GALAXIS 1. szám Tudományos-fantasztikus antológia
(Kódex Kiadó, Pécs, 2003, 83-97. o.)